发布时间 : 星期三 文章硬件信号质量SI测试规范更新完毕开始阅读52e563e3336c1eb91b375d32
些异常情况下（例如温度变化使得器件参数漂移）建立、保持时间不够。 解决建议 1、 设计时把时钟从FPGA/CPLD中引出，在设计裕度不够时可以调节； 2、 对于时钟边沿采样信号，尽量使得采样时钟边沿在数据的中间，这样尽管器件参数漂移，设计上还是有较大的裕度。 备注 1、 在某些特殊情况下，建立时间和保持时间的值可以为零； 2、 有时芯片资料给出的参数不对，按照手册要求设计反而出错（这在自己开发ASIC的情况下可能会发生。商用芯片一般不存在此类问题）。
4) 产生信号质量问题的其它原因：
? 串扰
串扰表现为在一根信号线上有信号通过时，在PCB板上与之相邻的信号线上就会感应出相关的信号，我们称之为串扰。
窜扰的表现形式通常是毛刺。
信号线距离地线越近，线间距越大，产生的串扰信号越小。异步信号和时钟信号更容易产生串扰。因此解串扰的方法是移开发生串扰的信号或屏蔽被严重干扰的信号。
? 电磁辐射
EMI(Electro-Magnetic Interference)即电磁干扰，产生的问题包含过量的
电磁辐射及对电磁辐射的敏感性两方面。EMI表现为当数字系统加电运行时，会对周围环境辐射电磁波，从而干扰周围环境中电子设备的正常工作。它产生的主要原因是电路工作频率太高以及布局布线不合理。目前已有进行 EMI仿真的软件工具，但EMI仿真器都很昂贵，仿真参数和边界条件设置又很困难，这将直接影响仿真结果的准确性和实用性。最通常的做法是将控制EMI的各项设计规则应用在设计的每一环节，实现在设计各环节上的规则驱动和控制。
4 信号质量测试条件
!测量时请尽量满足下面的测试条件，否则测试结果可能会不正 确，且测试结果会因人而异，不利于对测试对象的评估！
4.1 单板/系统工作条件：
单板信号质量测试须满足以下条件： 1) 单板/系统工作在室温条件；
2) 单板/系统可靠接地。接地内容参考第8节“测试系统接地说明”； 3) 单板/系统上电正常工作 1 小时后测试；
4) 单板/系统尽量工作在满负荷条件下。如果测试项目有轻载、满载限制要求，则轻载、
满载条件下都要测试；
5) 单板电源稳定在额定电压±5% 的范围内。
4.2 信号质量测试人员要求：
1) 熟悉逻辑电平的基本知识，熟练掌握示波器的使用方法；
2) 对被测单板的原理电路有深刻认识，对信号分类有清楚认识，了解板上器件的工作
速度和工作电平。
4.3 示波器选择与使用要求：
1) 测量前保证测试仪器（仪表）和被测单板或系统共地。如果不共地，地线浮空，可
能会得到错误的测试结果。接地内容参考第8节“测试系统接地说明”； 2) 测量前需要校准仪器；
3) 为确保测试数据的精度，应尽量采用高输入阻抗、小电容值、高带宽的有源探头和
高带宽的示波器；
4) 示波器的带宽：描述了示波器固有的上升时间（即时延）。探头和示波器的带宽要
超过信号带宽的3~5倍以上；
5) 示波器的采样速率：表示为样点数每秒（S/s），指数字示波器对信号采样的频率。
为了准确再现信号，根据香农（Shannon）定律，示波器的采样速率至少需为信号最高频率成分的2倍；
6) 量程应尽量小，波形尽量展开，以方便观察波形变化的细节，并准确测量其幅值； 7) 测量信号边沿时，应选用合适的边沿触发；
8) 高档示波器都具有毛刺捕捉模式，可以用于捕捉毛刺；
9) Tek示波器提供了InstaVu功能，用于发现信号异常，数据信号眼图异常及高电平低
电平毛刺，测量眼图，毛刺、纹波等瞬间变化的波形；
4.4 探头选择与使用要求
1) 不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头；
2) 有源探头和差分探头、电流探头等是很昂贵的设备，注意保护。插拔探头时必须先
关示波器。无源探头一般没有硬性规定，但是出于可靠考虑，建议所有探头都不能热拔插，拔插任何探头时都必须先关闭示波器；
3) 探头地线只能接电路板上的地线，不可以搭接在电路板的正、负电源端。否则，可
能会造成电路板器件损坏，甚至会烧坏探头的小夹子和探头本身；
4) 探头电容越小，它对电路的负载就越小，测试结果就更精确。选用时请根据情况仔
细考虑；
5) 探头是有测量幅度的，不要用于测大信号，以免造成探头损坏。例如：信号幅度超
过±40V时，用有源探头P6245和P6243测量会造成探头的损坏；
6) 差分探头能够测量的差分电压范围是有限的。例如，差分探头P6247，其上的开关打
在÷10档位时，能测的差分电压范围是±8.5V，打在÷1档位时只有±850mV。差分信号峰峰值超过850mV时（比如测公司常用的平衡线传输信号±5V），要注意选用÷10档，否则会因输入过大而使显示的波形发生错误；
7) 使用电流探头需先校准。每测试一个信号都需要校准一次；
8) 使用时，探针尽量垂直于测试表面。但不可用力按压，以免探针受损；
4.5 测试点的选择
1） 一般只测试单板接收到的信号，不测试发送的信号；
2） 信号质量测试点要求在信号在末端测量（根据当前信号流向决定测试点）。尽量在
芯片的输入管脚上测量，或者尽量靠近输入管脚；
3） 很多信号在单板上会经过多级匹配、驱动，对此类输入信号的测试点应选在匹配之
后，芯片输入端。建议各级驱动芯片的输入端都测量；
4） 对于同一个信号在不同的拓朴点上的情况（例如星形拓扑），其信号质量差异很大，
故一般要求所有输入点的信号质量必须进行测试； 5） 测试信号应就近接地，越近越好，以减少接地环路面积；
[注]选择测试点，还有一些非通用原则，参考第6节信号质量测试方法里详细说明。
5 信号质量测试通用标准
!
本规范针对绝大多数情况拟定，不做大而全的考虑，因此可能并没有包
括某些特殊信号。另外有些指标需要在研发实践中进一步修定！
5.1 信号电平简述：
信号质量涉及到的几个概念： 波形周期
对于重复性的波形，相邻两个重复波形间的间隔时间，定义为波形周期，其倒数为波形频率。
波形宽度
波形电压上升到波形幅度的50%起到波形电压下降到波形幅度的50%止的时间。